Un estudio muestra el potencial de las células madre mesenquimales humanas para tratar infecciones pulmonares crónicas



Un estudio publicado hoy en CÉLULAS MADRE Medicina traslacional ofrece esperanza para quienes padecen una enfermedad crónica y difícil de tratar llamada infección pulmonar por micobacterias no tuberculosas (NTM). El estudio describe cómo los investigadores de la Universidad Case Western desarrollaron un nuevo modelo de infección pulmonar por NTM y luego lo usaron para mostrar cuán efectivas son las células madre mesenquimales humanas (hMSC) en el tratamiento de esta afección, e incluso qué células del donante podrían ser las mejores para hacerlo.

El potencial de utilizar células madre mesenquimales humanas para tratar infecciones pulmonares difíciles es prometedor. Este estudio muestra la capacidad de utilizar donantes óptimos para obtener el máximo éxito del tratamiento “.

Anthony Atala, MD, editor en jefe de CÉLULAS MADRE Medicina traslacional y Director del Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa

Las MNA se producen de forma natural y todo el mundo las inhala en los pulmones como parte de la vida diaria. Para la mayoría de las personas, son inofensivas. Pero en una pequeña cantidad de personas vulnerables, como las personas mayores o aquellas con fibrosis quística (FQ) o EPOC, las bacterias NTM pueden asentarse en los pulmones y causar una infección. Si bien no es contagioso, más de 100,000 personas viven con enfermedad pulmonar por NTM solo en los EE. UU., Y esa tasa parece estar aumentando.

“Las infecciones por NTM pueden ser muy difíciles de resolver”, dijo Tracey L. Bonfield, Ph.D., autora correspondiente del estudio. “El tratamiento generalmente requiere tomar múltiples antibióticos, a menudo durante años. Los pacientes que sufren de una infección crónica por NTM no solo enfrentan las consecuencias de la enfermedad, sino también la toxicidad, así como la ineficacia y los efectos secundarios de los antibióticos usados ​​para tratarla”.

En la búsqueda de mejores terapias, algunos investigadores se están centrando en las hMSC, que se obtienen de adultos y se pueden convencer para que se conviertan en una variedad de tipos de células. Las hMSC tienen un potencial significativo para tratar la infección y la inflamación, dijo el Dr. Bonfield. “Son depósitos dinámicos de actividad antimicrobiana. Son únicos en su capacidad de responder a la infección mediante la secreción de múltiples factores bioactivos, contribuyendo al entorno del huésped. Eso le da a las hMSC una ventaja clínica sobre los productos farmacéuticos tradicionales”.

Estudios previos del equipo de Bonfield describieron el potencial de las hMSC y sus productos secretados (“sobrenadantes”) para tratar otros tipos de infecciones pulmonares, incluidas Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus, pero estos estudios son los primeros en describir la capacidad de las hMSC para controlar dos de los grupos de MNA más problemáticos, Mycobacterium avium (M. avium) y Mycobacterium intracellulare (M. intracellulare). Al igual que estos estudios actuales, las hMSC demostraron un potencial antimicrobiano, antiinflamatorio y antifibrótico significativo, tanto en medio de cultivo (in vitro) y en animales (en vivo). Además, también documentaron que el tratamiento con hMSC mejora la eficacia de los antibióticos, lo que lleva a una disminución de la dosis necesaria para erradicar las bacterias.

Al mismo tiempo, esos estudios señalaron que no todas las preparaciones de hMSC tienen el mismo nivel de potencia o sostenibilidad. “Esto nos sugirió que es esencial identificar el donante de hMSC apropiado y la preparación posterior para aplicaciones específicas de la enfermedad. Ese era el objetivo de nuestro estudio actual”, dijo el Dr. Bonfield.

Ambas cosas M. avium y M. intracellulare son bacterias de crecimiento lento, por lo que los investigadores han encontrado difícil estudiar lo que sucede en las infecciones sostenidas por NTM porque en los animales pequeños las bacterias desaparecen rápidamente, mientras que los animales más grandes son demasiado costosos para definir la dosis, el momento y la duración de un nuevo tratamiento, dice el Dr. Bonfield señalado. Entonces, su equipo primero necesitaba desarrollar nuevos modelos de M. avium y M. intracellulare infecciones pulmonares que les permitirían efectivamente estudiar este tema.

“En los estudios anteriores habíamos desarrollado un protocolo innovador en el que M. avium y M. intracellulare puede evaluarse en el transcurso de una semana en lugar de las típicas cuatro a seis semanas “, explicó el Dr. Bonfield. Para mantener la infección en vivo para las enfermedades crónicas requirió una innovación adicional “Hicimos esto incrustando NTM en perlas de un polisacárido extraído de un alga marina llamado agarosa, y luego inyectándolas en ratones con FQ. Las perlas se degradan gradualmente, liberando NTM en los ratones y extendiendo así el tiempo de infección y respuesta inflamatoria. Este sistema de modelado ha sido muy eficiente en la generación de escenarios agudos y crónicos de infección en todos nuestros modelos “.

Luego, los investigadores pasaron a identificar la potencia de hMSC específica del donante contra M. avium y M. intracellulare, una vez más in vitro y en vivo utilizando ratones FQ. “Cada preparación de hMSC de donante tiene un perfil único en términos de cómo las células responden a los patógenos, lo que probablemente se traduce en su potencia exitosa y cómo responde el paciente al tratamiento con hMSC”, dijo el Dr. Bonfield.

“Centrándose en la respuesta de hMSC a las MNA y la eficiencia de in vitro y en vivo La actividad anti-NTM proporciona una dirección para identificar la firma de hMSC óptima para la terapia anti-NTM. Los datos obtenidos de nuestro estudio comienzan a definir esta huella dactilar única de hMSC “.

Fuente:

Referencia de la revista:

Bonfield, TL, et al. (2021) Potencia antimicrobiana de células madre mesenquimales definida por el donante contra micobacterias no tuberculosas. Medicina traslacional de células madre. doi.org/10.1002/sctm.20-0521.

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